1.1   對企業自身的優勢

客戶的需求是多樣化的，產品使用環境不同、實際生產工藝不同

，造成客戶對產品的需求往往有所不同，同一類產品功能不同

，會引起生產廠家生產上的不同，庫存管理
、分(fen)類(lei)不(bu)同(tong)，加(jia)大(da)企(qi)業(ye)自(zi)身(shen)生(sheng)產(chan)負(fu)擔(dan)。模(mo)塊(kuai)式(shi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)，各(ge)模(mo)塊(kuai)功(gong)能(neng)明(ming)確(que)，方(fang)便(bian)生(sheng)產(chan)，利(li)於(yu)存(cun)儲(chu)。企(qi)業(ye)將(jiang)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)作(zuo)為(wei)基(ji)本(ben)模(mo)塊(kuai)
，其(qi)它(ta)高(gao)級(ji)保(bao)護(hu)、控製

、通(tong)訊(xun)功(gong)能(neng)作(zuo)為(wei)選(xuan)配(pei)模(mo)塊(kuai)，這(zhe)樣(yang)在(zai)客(ke)戶(hu)需(xu)要(yao)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)時(shi)
，在(zai)基(ji)本(ben)模(mo)塊(kuai)基(ji)礎(chu)上(shang)添(tian)加(jia)對(dui)應(ying)模(mo)塊(kuai)即(ji)可(ke)，通(tong)過(guo)搭(da)積(ji)木(mu)方(fang)式(shi)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)的(de)產(chan)品(pin)。在(zai)麵(mian)對(dui)客(ke)戶(hu)多(duo)樣(yang)化(hua)需(xu)求(qiu)時(shi)，優(you)勢(shi)是(shi)不(bu)言(yan)而(er)喻(yu)的(de)。

1.2   對使用者的優勢

模塊式電動機保護器適用範圍廣，使用者根據自身需要選取產品
，使用者隻需要常規過載
、斷相等常規保護功能時選取基本模塊即可。需要帶有全麵保護和控製功能，選取基本模塊和所需的模塊進行組合。需要帶有全麵保護、控製、通訊

、管理分析功能時，選取基本模塊加多個模塊進行組合。

模(mo)塊(kuai)式(shi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)靈(ling)活(huo)性(xing)高(gao)，使(shi)用(yong)者(zhe)在(zai)設(she)計(ji)初(chu)期(qi)選(xuan)用(yong)了(le)基(ji)本(ben)模(mo)塊(kuai)
，而(er)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)中(zhong)發(fa)現(xian)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)功(gong)能(neng)時(shi)，添(tian)加(jia)模(mo)塊(kuai)即(ji)可(ke)。當(dang)使(shi)用(yong)者(zhe)遇(yu)到(dao)係(xi)統(tong)、功能升級或改造
，而引起設備升級、變動時，添加、刪減對應的功能模塊即可完成技術改造，不必擔心造成停產等影響。

模(mo)塊(kuai)式(shi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)，在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)如(ru)遇(yu)到(dao)保(bao)護(hu)器(qi)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)
，模(mo)塊(kuai)式(shi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)會(hui)自(zi)動(dong)報(bao)出(chu)具(ju)體(ti)模(mo)塊(kuai)故(gu)障(zhang)
，使(shi)用(yong)者(zhe)隻(zhi)需(xu)更(geng)換(huan)故(gu)障(zhang)模(mo)塊(kuai)，不(bu)影(ying)響(xiang)其(qi)它(ta)模(mo)塊(kuai)。

要進行模塊式電動機保護器設計
，首先要明確產品使用環境
，模塊種類，以及劃分的依據。

2.1   產品使用環境

作為保護類產品，要明確產品的正常工作環境。根據標準，環境溫度可選位為：-10 ℃ ～+55 ℃，此溫度可以滿足絕大多數產品的使用環境；大氣壓力為：80 kPa～110 kPa（海拔2000 m以下）
；相對濕度為：最濕月的月平均相對濕度為90%，同時該月的平均最低溫度為25 ℃，並且在產品上不應出現凝露；使用環境不應有腐蝕、破壞絕緣的氣體及導電介質，對於使用環境內有火災
、爆炸危險的介質、產品應有防爆措施。戶內產品的使用環境應有防禦雨
、雪、風
、沙的設施。供電電源：額定電壓AC 220V，交流電源額定電壓為額定值的85%～110%。

2.2   控製功能

標準中對電動機保護器控製功能描述如下：“可具備對電動機進行直接起動
、可逆（雙向）控製、各種減壓起動和雙速控製的控製功能”。youcikejianbiaozhunjiangkongzhigongnengzuoweifeibiaopeigongnengchuli，shijikehushiyongshikeyizhijiangbaohuqidangzuobaohuyuanjianshiyong，mokuaishidiandongjibaohuqizuoweikebianchengchanpin，keyitongguobianchenggongnengziyoushixiandeqidongyou：保護模式

、直接起動/全壓起動、星三角起動、自耦降壓起動、可逆起動、雙速起動，變頻器配合使用、軟起動器配合使用等起動方式。

除各種常規起動方式外，模塊式電動保護器還帶有兩種自起動功能，自起動功能如下：

a）帶有運行中的電動機因失壓或欠壓停車
，當電源恢複到允許自起動電壓值後
，執行立即自起動、延時自起動
、禁止自起動的功能。

b）帶有不考慮停車間隔時間的長短，產品可根據掉電前產品記憶的電動機運行情況實現自起動功

能。

2.3   保護功能

模塊式電動機保護器須具備如下保護功能：過載保護、斷相保護
、堵轉保護、阻塞保護、欠載保

護、不平衡保護、起動超時保護、過壓保護、欠壓保護

、欠功率保護

、相序保護
、單相接地保護、漏電保護
、外部故障、工藝連鎖等多種保護功能。

2.4   產品著火危險防護

工業類產品需要具有不可燃燒的特性，選用的耐火材料應具有GB 4943-2001規定的V2及以

上阻燃等級，能承受GB/T 5169.5中嚴酷等級為20 s的針焰試驗。

2.5   模塊劃分

智能型電動機保護器具備如下功能：電流、電壓
、功率、頻率等電參數測量
；電機轉子
、軸承溫度測量；電參數、溫度值的變送輸出；開關量輸入、輸出；工藝連鎖；各類保護功能；通訊組網等功能。從上述功能描述上看
，功能可總結為：電參數測量

；溫度測量；模擬量輸入輸出；對電機保護
、控製；通訊功能幾方麵。

采用按功能劃分模塊的方式

，可以劃分出如下幾種模塊：電參數測量模塊、溫度模塊

、模擬量模塊、通訊模塊、開關量模塊、顯示模塊
、CPU單元幾種。

2.6   模塊功能

各模塊功能如下：

CPU單元負責協調各模塊工作，帶有開關量輸入、開關量輸出功能、對外通訊組網
、時鍾、故障記錄、PTC測量等功能。開關量輸入
、輸出可以自由編程設定功能。可以實現直接起動、雙向起動、雙速起動
、自耦降壓起動、星三角起動等多種起動。CPU單元是模塊式電動機保護器必備模塊。

測量模塊測量實現電流、電壓測量。電流範圍為0.4A至800A，電壓為AC220V、AC380V、AC660V

，頻率45Hz～65Hz，漏電流50mA～5A。測量用電流互感器需要選取保護級電流互感器，保護級電流互感器相對測量級電流互感器過載能力強，通常可以達到10倍過載不飽和。目前,市場上常用的保護級電流互感器，精度可以達到0.5級，在保護類產品中使用，效果很好。電機電流小於等於100A時，采用一體式模塊互感器，當大於100A采用外置式電流互感器。電動保護器的過載、斷相、堵轉
、過壓、欠壓
、欠功率等保護功能都是通過對電參數的分析來實現的，測量模塊也是模塊式電動機保護器的必備模塊。

溫度模塊通過外接PT100
、PT1000
、Cu50、PTC/NTC等傳感器實現溫度測量。可以使用溫度模塊，對電動機繞組
、軸zhou承cheng的de溫wen度du溫wen度du進jin行xing測ce量liang，通tong過guo實shi測ce的de溫wen度du值zhi，執zhi行xing溫wen度du保bao護hu。還hai可ke以yi通tong過guo溫wen度du模mo塊kuai的de測ce溫wen功gong能neng，對dui電dian動dong機ji的de冷leng卻que過guo程cheng進jin行xing精jing確que跟gen蹤zong，測ce出chu實shi際ji冷leng卻que時shi間jian。溫wen度du模mo塊kuai可ke以yi外wai接jie三san路lu溫wen度du傳chuan感gan器qi，可ke以yi通tong過guo一yi個ge溫wen度du模mo塊kuai同tong時shi對dui電dian機ji繞rao組zu、軸承進行測溫。

模擬量模塊可以實現模擬量輸入測量和模擬量變送輸出。模擬量輸入測量功能，可以被用在現場工藝連鎖保護、測量顯示等情況，模擬量輸入可接的設備包括：電力變送器
、模擬信號變送器
、轉速傳感器
、角度傳感器、位置傳感器等設備

，通過接收判斷上述設備的信號實現對應的工業操作。通過模擬量輸出功能
，能將電參量
、溫度、模擬量輸入等參數轉換為DCS或PLC所需要的模擬量輸出信號，由DCS或PLC執行相應的操作。

開關量模塊對CPU單元的開關量進行擴展，當CPU單元的開關量點數無法滿足使用者需求時
，通過外加開關量模塊實現產品開關量點數擴展。

常用的現場總線有：MODBUS、PROFIBUS
、DEVICENET
、CANBUS等，通過外加通訊模塊實現與PROFIBUS、DEVICENET等通訊網絡進行通訊。采用專用通訊模塊來實現，產品在多種通訊網絡中使用
，使的產品應有靈活性提到提高。

由CPU單元和測量模塊組成基本模塊
，實現基本的測量、保護、控製功能
，其它模塊作為選配模塊
，由基本模塊加選配模塊實現複雜功能。

2.7    模塊互聯

    模塊互聯直接影響到產品的可靠性。數據交換的處理是產品穩定工作的關鍵，常用的通訊接口SPI、IIC
、UART
、CAN 等
，都有自身的特點與局限性。根據產品實際功能、特點，選用合理的通訊接口。通過選定的通訊接口進行模塊互聯。

模塊式電動機保護器在研發、測試中曾遇到如下問題：

通過內部總線進行互聯時，某些模塊數據錯誤，分析硬件
、協議發現出問題的模塊在收發處理時引起錯誤操作
，對收發處理部分重新更改，解決此問題。

環境試驗時
，發現會出現模塊出錯，經分析發現使用的電路中有元件性能達不到技術指標，重新設計更正後可以通過環境試驗。

EMC測試時，靜電間接放電試驗會引起芯片複位
，對測量儀表可以判為合格，但保護類產品不能出現這樣的誤動。經反複分析
、測試
、驗yan證zheng後hou發fa現xian電dian路lu設she計ji中zhong存cun在zai一yi定ding問wen題ti，原yuan設she計ji在zai其qi它ta產chan品pin中zhong可ke以yi正zheng常chang工gong作zuo，但dan在zai此ci處chu參can數shu上shang不bu完wan全quan相xiang符fu，對dui電dian路lu進jin行xing更geng正zheng，可ke以yi有you效xiao通tong過guo靜jing電dian測ce試shi。

模mo塊kuai式shi電dian動dong機ji保bao護hu器qi是shi國guo家jia科ke技ji部bu項xiang目mu，設she計ji思si想xiang新xin穎ying，在zai國guo內nei同tong行xing中zhong屬shu於yu首shou創chuang，填tian補bu了le國guo內nei同tong行xing產chan品pin在zai此ci領ling域yu的de空kong白bai。模mo塊kuai式shi電dian動dong機ji保bao護hu器qi
，集ji測ce量liang
、保護、控製、通訊於一身，產品性能安全可靠

，可以對電動機實施可靠有效的保護。可以方便的替代老式熱繼電器、溫度繼電器等傳統的電動機保護產品，可以通過和接觸器、斷路器配合實現對電動機的控製、保護等功能。可以方便的接入PLC
、DCS係統。

模塊式電動機保護器可以作為MCC核心器件使用，簡化設計，原需要通過PLC加外部傳感器
、變(bian)送(song)器(qi)才(cai)能(neng)實(shi)現(xian)的(de)功(gong)能(neng)，現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)交(jiao)給(gei)模(mo)塊(kuai)式(shi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)。並(bing)且(qie)模(mo)塊(kuai)式(shi)產(chan)品(pin)帶(dai)有(you)一(yi)定(ding)的(de)可(ke)編(bian)程(cheng)能(neng)力(li)，可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)設(she)備(bei)級(ji)的(de)中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)器(qi)。模(mo)塊(kuai)式(shi)電(dian)動(dong)機(ji)保(bao)護(hu)器(qi)產(chan)品(pin)如(ru)圖(tu)6所示。